[發明專利]含高結晶水鐵礦石的焙燒預處理方法

無效

• 申請號: 201110418544.6
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN103160683A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 周明順;翟立委;劉杰;張輝
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶金的高爐煉鐵技術領域，特別涉及為提高入爐比例對含高結晶水塊狀鐵礦石的焙燒預處理方法。

背景技術

塊狀鐵礦石(簡稱塊礦)是高爐使用的重要含鐵原料，它與高堿度燒結礦以及酸性氧化球團礦一起構成了高爐的含鐵爐料結構，為高爐爐料合理性奠定了重要的基礎。

一般將結晶水含量大于8％的天然塊礦稱為高結晶水含量鐵礦石。按照傳統的高爐精料理論，應盡可能提高高爐入爐含鐵原料的“熟料率”，即要多用燒結礦和球團礦。因此，長期以來國內高爐“熟料率”一般超過85％，甚至全部使用燒結礦和球團礦的高爐也不少。相對于經過高溫造塊工藝加工而成的“熟料”——燒結礦和球團礦而言，直接用常溫物理方法從礦山開采出來的塊狀鐵礦石屬于“生料”。顯然，從設備投資、能源消耗及環境保護等角度出發，高爐直接使用部分高品位塊礦是有益的。另一方面，在價格上，進口塊礦比進口球團礦便宜得多。顯然，在滿足高爐需求的情況下，適當多用塊礦有助于高爐用礦成本的降低。因此，探討高爐塊礦多量使用技術，是煉鐵工作者熱切關注的重要課題。

根據高爐煉鐵學可知，鐵礦石結晶水的分解和碳酸鹽的分解均是吸熱反應，會增大高爐冶煉的熱量消耗。另外，結晶水的分解使礦石生成氣孔，這會導致鐵礦石機械強度的下降而粉化，影響高爐上部的透氣性。機械強度的下降程度用鐵礦石熱爆裂指數來評價。熱爆裂是塊礦在加入高爐后升溫過程中由于熱應力的作用而發生破碎的現象。

塊礦熱爆裂行為，可以通過測定其熱爆裂指數(DI)予以評價。一般而言，塊礦含結晶水越高，承受熱應力的能力越小，即因受熱而發生爆裂的傾向越嚴重，則熱爆裂指數(DI)就越大。

在冶金學上用塊礦的水化程度來描述鐵礦石中結晶水的含量，結晶水的含量與塊礦的熱爆裂密切相關，熱爆裂特性是評價高爐用塊礦自身特性的指標之一。

另外，碳酸鹽的分解一方面會沖淡爐內還原性氣氛，在較高溫度區域分解還會導致焦炭的劣化等。

爐料物理水蒸發對高爐冶煉過程的影響很小，而爐料結晶水的分解由于需在較高溫度下才能進行，因而對高爐冶煉產生不利影響。

總之，根據前述的塊礦在高爐中發生熱爆裂的機理可知，塊礦的水化程度對于其熱爆裂指數有很大影響，隨著水化程度的增大，塊礦的熱爆裂指數升高。例如：水化程度更大的褐鐵礦——揚迪塊礦的熱爆裂指數更高。至于水化程度很小、結晶水分解特征不明顯的塊礦，幾乎不發生熱爆裂。

現有含高結晶水鐵礦石的預處理方法是：在鐵礦石儲料場，對鐵礦石進行簡單的粒度篩分，篩出小于8～10mm的粉末供燒結配料使用，大于8～10mm的塊狀鐵礦石直接輸送給高爐進行冶煉。一直以來，塊礦帶著許多詬病直接入爐冶煉，結晶水含量大于8％的天然塊礦直接入高爐冶煉比例一般不超過5％，而含低結晶水(小于2％)的鐵礦石塊礦入爐比例可達20％。因此，含高結晶水鐵礦石的入爐比例受到很大限制。

結合以上認識可以推斷：高爐在使用“生料”——塊礦時應盡可能減弱或避免爆裂情況的發生。因此，如何在塊礦入爐前去除這些導致爆裂的結晶水預處理技術對高爐冶煉顯得至關重要。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術存在的不足，提供一種含高結晶水鐵礦石的焙燒預處理方法，以解決含高結晶水鐵礦石入爐比例受限制的問題。

現有帶式焙燒機工藝生產球團時，為解決帶式機臺車兩側球層燒不透和底層過濕現象及保護臺車攔板和篦條，延長設備壽命，都采用鋪底鋪邊法，即在臺車篦條上面及其邊側先鋪上一薄層成品熟球團(簡稱底邊料)，與后鋪的生球團一起再次進行焙燒。本發明技術方案主要是利用這一鋪底鋪邊技術，將含高結晶水的鐵礦石替代鋪底鋪邊的成品熟球團，來對含高結晶水鐵礦石實現焙燒預處理的。

本發明含高結晶水鐵礦石的焙燒預處理方法包括以下具體步驟：

(1)預篩分：為保證球層具有良好的透氣性和高結晶水的鐵礦石粒度組成均勻，首先對含高結晶水的鐵礦石進行篩分，篩網直徑為20mm，通過運輸系統將篩分出的大于20mm的含高結晶水的塊狀鐵礦石送至焙燒機上的鋪底鋪邊料槽；

(2)鋪底鋪邊：通過閥門將鋪底鋪邊料槽中的含高結晶水的鐵礦石給到臺車上進行鋪底鋪邊，鋪底料層厚度為75～200mm，鋪邊料層厚度為75～120mm，而后鋪生球團；

(3)焙燒：對置于帶式機球團臺車上的含高結晶水鐵礦石底邊料，與生球團一起進行焙燒，在球團焙燒過程中，底邊料要在較短的時間內經歷急劇的溫度變化，在這一過程中會發生結晶水的脫除，碳酸鹽的分解，生礦的爆裂等一系列物理、化學反應，從而使塊礦的性能發生改變；